JPH01282750A - 光ディスク装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、スインアーム方式により光ヘッドを移動す
る光ディスク装置に関し、更に詳述すれば光ディスクか
ら回折された反射光速を検出し、プッシュプル法により
光ディスクのトラックのトラッキングを行う光ディスク
装置に関するものである。

〔従来の技術〕

光ディスクに光学的に情報の記録又は再生を行う光ディ
スク装置においては、高速アクセス性が装置における重
要な性能の一つである。そこで、アクセス時間を短縮さ
せるための一つの方式として、例えば特開昭５８−５３
０３５号公報に開示されたスインアーム方式と呼ばれる
ものがある。第５図は、従来のスイングアーム方式の光
ディスク装置の光ヘッド及びトラッキング装置の構成を
示す模式的斜視図である。図においてｌは光ヘッドのフ
レームである光へラドベースであり、光へラドベース１
内に光ヘッドの光学系が構成されている。

即ち、光源である半導体レーザ２の出射方向に、半導体
レーザ２から所定の放射角で出射されたレーザビームを
平行ビームにするためのコリメータレンズ３及び光ディ
スク８への入射ビームと該光ディスク８からの反射ビー
ムとを分離する偏光ビームスプリッタ４が順次配設され
ている。偏光ビームスプリッタ４の反射方向にはレーザ
ビームを直線偏光及び円偏光に変換するＡ波長板５及び
レーザビームを９０°方向に反射する反射ミラ６が順次
配設されており、また反射ミラ６の反射方向には光ディ
スク８上に入射させるレーザビームを直径数ミクロンの
スポットに絞るための対物レンズ７が配設されており、
光ディスク８上の全面に設けられた案内溝９（図示は一
部のみ）上にレーザビームが集光される。

一方偏光ビームスプリッタ４の透過方向とには、レンズ
１０、反射ビームを反射及び透過させるハーフプリズム
１１、該ハーフプリズム１１で透過した光速の略半光束
を遮蔽するためのナイフェツジ１２及び該ナイフェツジ
１２を透過した略半光束を受光するための２つの受光面
を有するフォトダイオードからなる第１光検出器１３が
設けられている。この第１光検出器１３の分割線１３ａ
はナイフェツジ１２に対して平行となしである。またハ
ーフプリズム１１の反射方向には反射した光束を２つの
受光面で受光するように配設されたフォトダイオードか
らなる第２光検出器１４がその受光面の境界である分割
線１４ａを光学的にみて光ディスク８の案内溝９の接線
方向と略平行となるように光ヘツドベース１に固設され
ている。

第１光検出器１３の２つの受光面の出力は第１差動増幅
器１５に与えられ、フォーカスエラ信号ＦＥを生成する
。なおナイフェツジ１２、第１光検出器１３及び第１差
動増幅器１５はナイフェツジ法と呼ばれる公知のフォー
カスエラ検出系を構成している。

また第２光検出器１４の２つの受光面の出力は第２差動
増幅器１６と加算器１７とに各別に与えられ、第２差動
増幅器１６はトラッキングエラ信号ＴＥを生成し、加算
器１７は再生信号ＲＦを生成する。なお第２光検出器１
４及び第２差動増幅器１６はプッシュプル法と呼ばれる
公知のトラッキングエラ検出系を構成している。

一方光へラドベース１の一端近傍には、この光へラドベ
ース１の旋回中心軸である回転軸１８がその軸方向を光
ディスク８と直交方向となし適宜の係合手段により取付
けられ、光へッドベ７ス１は図示しない駆動機構により
回転軸１８を中心に揺動する。

次に以上の如く構成された従来の光ディスク装置の動作
について説明する。光へラドベース１は回転軸１８を中
心に揺動し、光ディスク８上の所定の半径位置の案内溝
９に位置決めされる。このときアクセスの方式としては
、上記の揺動のみによるものを揺動で概略的な粗アクセ
スを行い、対物レンズ７を光ディスク８の半径線１９に
沿って微少に変位させ、いわゆる密アクセスを行う２段
方式％式％ 光へラドベース１が所定の案内溝９位置にアクセスされ
たのちはこの案内溝９をトラッキングし、情報の記録又
は再生が行なわれる。この案内溝９をトラッキングさせ
るための動作は前述したプッシュプル法によるトラッキ
ングエラ検出系によって行なわれる。

次にプッシュプル法によるトラッキングエラ検出原理を
説明する。

第６図はプッシュプル法によるトラッキングエラ検出原
理を説明する図であり、第５図のうち原理説明に必要な
部分を模式的に示している。また第６図（ａ）、　（ｂ
）、　（Ｃ）は光学系の模式的断面図であり、第６図（
ｄ）、　（ｅ）、　（ｆ）は第２光検知器１４の２つの
受光面での光束の分布を示す模式図である。さらに第６
図（ａ）、　（ｄ）は案内溝９と集光されたレーザビー
ムの中心とのずれが無い場合を示し、案内溝９の両縁に
よって回折された１次回折光分布２１．２２は均等とな
る。従って第２光検出器１４の夫々の受光面にあられれ
る１次回折光分布２３．２４は分割線１４ａに対して対
称となるので、第２差動増幅器１６のトラッキングエラ
信号ＴＥは零となる。

第６図（ｂ）、　（ｅ）は案内溝９がレーザビームの中
心に対して＋Ｘ方向（第６図上方向）にずれた場合を示
し、１次回折光分布２１．２２及び同２３．２４はずれ
によりレーザビームの中心及び分割線１４ａに対して夫
々非対称となり、この結果第２光検出器１４のトラッキ
ングエラ信号ＴＥは例えば正となる。

また第６図（Ｃ）、　（ｆ）は第６図（ｂ）、　（ｅ）
と逆方向に案内溝９がずれた場合であり、この結果第２
光検出器１４のトラッキングエラ信号ＴＥは例えば負と
なる。

以上説明した如く、第２光検出器１４の出力の極性と大
きさとから、案内溝９とレーザビームの中心とのずれの
方向と大きさとが検出でき、第２光検出器１４の出力で
あるトラッキングエラ信号ＴＥが常に零となるように光
へラドベース１又は対物レンズ７を駆動することによっ
て案内溝９の追従を行なうことができる。

［発明が解決しようとする課題］ 従来のスイングアーム方式によってアクセス動作を行う
光ディスク装置は以上のようにしてトラッキングを行う
ので、光ヘッドの揺動動作によって光ヘツドベース１に
固設された第２光検出器１４の分割線１４ａと案内溝９
との平行関係が（ずれ、トラッキングエラ信号ＴＨの振
幅の劣化及びオフセットが発生するという問題点があっ
た。

上記問題点を第７図〜第９図を用いて説明する。

第７図は光ディスク８と揺動動作をするレーザビームの
照射位置との関係を示す模式的平面図であり、２０は回
転軸１８を中心に光へラドベース１を揺動動作させたと
きに、光ディスク８上に照射れたレーザビームの軌跡を
示している。また９ａ＋９ｂ、　９ｃは夫々最内周、最
外周、中心円における案内溝を、またＡ、Ｂ、Ｃは夫々
案内溝９ａ、　９ｂ、　９ｃにおけるレーザビームの照
射点を示し、照射点Ｃは半径線１９上にある。また第７
図の如く、中心円における案内溝９０をトラッキングす
る場合の光へラドベース１の揺動角を零とすると、最内
周の照射点Ａをトラッキングするためにはθａの揺動角
゛が、また最外周の照射点Ｂをトラッキングするために
はθｂの揺動角が夫々必要となる。また照射点Ａ及び同
Ｂは半径線１９上から離れているため、そこにおける室
内溝９ａ、　９ｂの接線は半径線１９上の照射点Ｃの接
線に対して夫々傾きθＡ　、同θ６だけ傾いている。ト
ラッキングエラを検出する第２光検出器１４は光へラド
ベース１に固定されている。

分割線１４ａと案内溝９の接線とが広角的に見て平行で
あるのは照射点Ｃにおいてのみであり、その他の照射点
においては揺動角によって照射点での案内溝の接線と分
割線１４ａとの平行関係はくずれる。

第８図は、第２光検出器１４の２つの受光面上での光強
度分布を示した図であり、第８図（ａ）、■）。

（Ｃ）は夫々第７図の照射点Ａ、Ｂ、Ｃに対応している
。第８図（ａ）に示す照射点Ａにおいては、第２光検出
器１４の分割線１４ａに対して、光強度分布の対称軸１
４ｂは、揺動角θａと傾きθｂとの和（θａ＋θｂ）だ
け傾（。逆に第８図（ｂ）に示す照射点Ｂにおいては、
分割線１４ａに対して対称軸１４ｂは揺動角θｂと傾き
θｂとの差（θｂ−θ６）だけ第８図（ａ）・と逆方向
に傾く。

第９図は光へラドベース１を光ディスク８の最内周から
最外周まで連続的に揺動動作させて得られるトラッキン
グエラ信号ＴＨの波形を示すグラフであり、縦軸にトラ
ッキングエラ信号ＴＨの振幅を、また横軸に光ディスク
の径方向の距離をとって示している。

第９図から明らかな如く照射点Ｃから光へラドベース１
が離隔するに従い、トラッキングエラ信号ＴＥが振幅が
減衰し劣化する。即ちスイングアーム方式により光へラ
ドベース１を移動する光ディスク装置において、トラッ
キングエラ信号Ｔ［をプッシュプル法にて生成させた場
合、光へラドベース１の揺動角と案内溝９の接線の傾き
とによって、第２光検出器１４の受光面における分割線
１４ｂに対して光強度分布の対称軸が傾き、これがトラ
ッキングエラ信号ＴＥの振幅を劣化させ、結果として検
出感度が低下するという問題点が発生する。

また、第２光検出器１４の調整が完全に行なわれず、基
準となる照射点Ｃにおいてトラッキングエラ信号ＴＥに
オフセットがある場合には照射点Ａ及びＢにおいてさら
に増大させたオフセットが発生するという問題点がある
。

この発明は上記のような問題点を解消するためになされ
たものであり、スイングアーム方式を用いた光ディスク
装置において、第２光検出器を光へラドベースの揺動角
に基づき回動することにより、プッシュプル法によりト
ラッキング制御を行う場合であっても、揺動角によらず
トラッキングエラ信号の品質を一定に保ことができる光
ディスク装置を得ることを目的とする。

〔課題を解決するための手段〕

この発明に係る光ディスク装置は、光ヘッドの揺動角を
検出し、その揺動角に基づきトラッキングエラ信号生成
用の光検出器の回動角度を算出するとともに、算出され
た回動角度に基づく信号により光検出器を回動手段によ
り受光面内で回動できにようにしたものである。

〔作用〕

この発明における光ディスク装置は、角度検出手段によ
り検出された光ヘッドの揺動角に基づき、トラッキング
エラ信号生成用の光検出器を受光面内で回動させ、光検
出器の複数の受光面の境界と光ビームの照射位置での案
内溝の接線とが常に所定の角度となり、トラッキングエ
ラ信号の振幅の変化を少なくする。

〔実施例〕

以下本発明に係る光ディスク装置をその一実施例を示す
図面に基づき詳述する。

第１図は本発明の光ディスク装置の光ヘッド及びトラッ
キング装置の構成を示す模式的斜視図である。第１図に
おいて符号１〜１３．１５〜２０は第５図に示す従来例
のものと同−又は同等のものである。図において１は光
ヘッドのフレームである光へラドベースであり、光ベン
ドベース１内に光ヘッドの光学系が構成されている。即
ち光源である半導体レーザ２の出射方向に、半導体レー
ザ２から所定の放射角で出射されたレーザビームを平行
ビームにするためのコリメータレンズ３及びＣＤ等の円
盤状の光ディスク８への入射ビームと該光ディスク８か
らの反射ビームとを分離する偏光ビームスプリッタ４が
順次配設されている。偏光ビームスプリッタ４の反射方
向にはレーザビームを直線偏光及び円偏光に変換する２
波長板５及びレーザビームを９０°方向に反射する反射
ミラ６が順次配設されており、また反射ミラ６の反射方
向には光ディスク８上に入射させるレーザビームを直径
数ミクロンのスポットに絞るための対物レンズ７が配設
されており、光ディスク８上の全面に円環状に設けられ
たトラックである案内溝９（図示は一部のみ）上にレー
ザビームが集光される。

一方偏光ビームスプリッタ４の透過方向には、レンズ１
０、反射ビームと反射及び透過させるハーフプリズム１
１、該ハーフプリズム１１で透過した光束の路上光束を
遮蔽するためのナイフェツジ１２及び該ナイフェツジ１
２を透過した路上光束を受光するための２つの受光面を
有するフォトダイオードからなる第１光検出器１３が設
けられている。この第１光検出器１３の分割線１３ａは
ナイフェツジに対して平行となっている。またハーフプ
リズム１１の反射方向には反射した光束と２つの受光面
で受光するように配設されたフォトダイオードからなる
第２光検出器１４（第２図参照）の回動手段である光検
出器アクチュエータ２９の固定軸２９ｄ（第２図参照）
が光へラドベース１に固設されている。

第１光検出器１３の２つの受光面の出力は第１差動増幅
器１５に与えられ、フォーカスエラ信号ＦＩＩＥを生成
する。なおナイフェツジ１２、第１光検出器１３及び第
１差動増幅器１５はナイフェツジ法と呼ばれる公知のフ
ォーカスエラ検出系を構成している。

また第２光検出器１４の２つの受光面の出力は第２差動
増幅器１６と加算器１７とに各別に与えられ、第２差動
増幅器１６はトラッキングエラ信号ＴＥを生成し、加算
器１７は再生信号ＲＦを生成する。なお第２光検出器１
４及び第２差動増幅器１６はプッシュプル法と呼ばれる
公知のトラッキングエラ検出系を構成している。

一方光へラドベース１の一端近傍には、この光へラドベ
ース１の旋回中心軸である回転軸１８がその軸方向を光
ディスク８と直交方向となし適宜の保合手段により取付
けられ、光へラドベース１は図示しない駆動機構により
回転軸１８を中心に揺動する。

また回転軸１８に近接して光へラドベース１には光ヘッ
ドの揺動角を検出するための発光ダイオード２５が配設
され、光へラドベース１に相隣した図示しない固定部に
は発光ダイオード２５の出射光を受光すべ（なした半導
体装置検出素子２６が配設されている。該半導体装置検
出素子２６の出力端子は揺動角検出回路２７に接続され
、ここで光へラドベース１の揺動角が検出される。また
揺動角検出回路２７の出力端子は光検出器アクチュエー
タ２９の回動制御を行う回動制御回路２８に接続され、
その出力端子は光検出器アクチュエータ２９に接続され
ている。

第２図は光アクチュエータの構成を示す斜視図であり、
円筒状をなした縮径部と拡径部とを有し、ハーフプリズ
ム１１の反射例の光軸とその中心を同軸とした固定軸２
９ｄが光へラドベース１に固設されている。固定軸２９
ｄの縮径部には、その長さを縮径部と略同寸となし、ま
たその径を拡径部と略同寸となした円筒状のターンテー
ブル２９ｂが外嵌され、固定軸２９ｄと回動自在となし
である。またターンテーブル２９ｂの一側にはトラッキ
ングエラ検出用の第２光検出器１４がその受光面をハー
フプリズム１１に向けて取付けられている。第２光検出
器１４はフォトダイオードからなりその受光面を分割線
１４ａにより２つに分割されており、夫々の受光面から
の出力線が固定軸の貫通孔を通って第２差動増幅器１６
及び加算器１７に接続されている。またターンテーブル
２９ｂの外周上の対向する位置には２つのコイル２９ｃ
、　２９ｃが固定されている。さらにコイル２９ｃ、　
２９ｃと対向する位置には、円筒の区を切取った如き形
状の２極着磁された２つの磁石２９ｅ、　２９ｅが光へ
ラドベースｌに取付けられている。

次に本発明の詳細な説明する。光へラドベース１のアク
セス動作による揺動運動によって、光へラドベース１に
固定された発光ダイオード２５の出射光方向が変化する
ため、これを半導体装置検出素子２６で受光し、その出
力信号を揺動角検出回路２７に入力することにより、光
へラドベース１の揺動角が検出される。検出された揺動
角が回動制御回路２８に人力されると、回動制御回路２
８に記憶された数表又は数式に基づき、揺動角に対応す
る案内溝９の接線の傾きを算出する。そしてその傾きに
より上記揺動角と上記傾きとの和又は差で表わされる第
２光検出器１４の回動角度を求める。求められた回動角
度を示す回動信号は光検出器アクチュエータ２９に入力
され、その回動角度だけ第２光検出器１４を回動する。

この回動により、第２光検出器１４の２つの受光面の分
割線１４ａはその受光面での光強度分布の対称軸と略一
致する。換言すれば分割線１４ａと案内溝９の接線とが
光学的に見て略平行となる。

第３図は光検出器アクチュエータの底面図であり、２つ
のコイル２９ｃ、　２９ｃのＰ部（紙面と垂直方向のコ
イル線部分）に紙面と垂直方向に下方から上方に向う電
流（Ｏ印で図示）を流し、またＰ部と対向するコイル線
部分であるＢ部に紙面と垂直方向に上方から下方に向う
電流（■印で図示）を流すことによって、上記電流と２
つの磁石２９ｅ、　２９ｅにょうで発生する磁界間に電
磁力が発生し、第２光検出器１４及びターンテーブル２
９ｂは時計方向に回転する。またコイル２９ｃ、　２９
ｃに流す電流を逆にすることによって反時計方向に回転
する。従って回動制御回路２８の回動信号をコイル２９
ｃ、　２９ｃに入力することによって、第２光検出器１
４を回動させることができ、光へラドベース１の揺動に
よって発生する第２光検出器１４の２つの受光面での光
強度分布の対称軸の分割線１４ａに対する傾きだけ、第
２光検出器１４を回動させて、常に分割線１４ａと対称
軸とが平行となるよう保持させられる。この結果光へラ
ドベース１の揺動角によらずプッシュプル法にて信号品
質が一定なトラッキングエラ信号を得ることができる。

次に本発明の他の実施例について説明する。上記実施例
では光へラドベース１全体を揺動運動させてアクセス動
作を行う構成としたが、本実施例ではアクセス動作を行
うに必要な対物レンズ７を含む光学系のみ揺動運動させ
る。第４図は他の実施例の構成を示す模式的斜視図であ
り、第１図と同−又は同等の部品は同一符号が付されて
いる。

３０は固定光へラドベースであり、この中に配設されて
いる符号（２）〜（６）、００）〜０４）、（２９）の
部品は第１の実施例と同−又は同等のものであり説明を
略す。

固定光ヘッドベース３０の一端に配設された反射ミラ６
の反射ビーム方向には、その反射ビームをさらに反射さ
せる反射ミラ３２．３３及び対物レンズ７を備えた可動
光へラドベース３１が設けられており、反射ミラ６の反
射ビーム軸と同軸に配された回転軸１８をその旋回中心
として固定光ヘッドベース３０に対して回動自在となっ
ている。また可動光ビームヘッド３１の回転軸１８に近
接した位置には可動光へラドベース３１の揺動角を検出
するための発光ダイオード２５が配設されている。また
可動光ヘッドベース３１に相隣した図示しない固定部に
は発光ダイオード２５の出射光を受光すべくなした半導
体装置検出素子２６が配設されている。該半導体装置検
出素子の出力端子は揺動角検出回路２７に接続され、こ
こで可動光へラドベース３１の揺動角が検出される。ま
た揺動角検出回路２７の出力端子は光検出器アクチュエ
ータ２９の回動制御を行う回動制御回路２８に接続され
、その出力端子は光検出器アクチュエータ２９に接続さ
れている。その他符号８，９゜１５〜１７の部品又は部
位は第１図と同−又は同等のものである。

以上の如く構成された第２の実施例では可動光へラドベ
ース３１がアクセス動作によって第７図における照射点
Ａ又は同Ｂでトラッキングを行う場合、第２光検出器Ｉ
４の受光面における光強度分布の解消軸の傾きはと、案
内溝９の接線の傾きθｄ又はθ６となる。即ち、トラッ
キングエラ信号Ｔｎの振幅の劣化の原因である光強度分
布の対称軸の傾きは、可動光へラドベース３１の揺動角
には影響を受けず、案内溝９のトラッキング時の照射点
が半径線１９上に無いことによる照射点での接線の傾き
の影響だけを受けることが第１の実施例と第２の実施例
との相違点である。

次に第２の実施例の動作について説明する。

第１実施例と同様にして発光ダイオード２５、半導体装
置検出素子２６及び揺動角検出回路２７により可動光へ
ラドベース３１の揺動角を検出し、この揺動角に対応す
る案内溝９の接線の傾きを、回動制御回路２８に記憶さ
れた数表又は数式に基づき算出する。算出された傾きを
光検出器アクチュエータ２９の回動角度とし、これに基
づ（信号を光検出器アクチュエータ２９に入力し、第２
光検出器１４を回動させ、その光強度分布の対称軸と分
割、９１！１４ａとを平行にする。結果として第１実施
例と同様にトラッキングエラ信号ＴＥの品質を一定とす
ることができる。

なお前述した２つの実施例では光へラドベース又は可動
光ヘッドベースの揺動角を検出するために発光ダイオー
ドの受光素子として半導体装置検出素子を用いたが、本
発明はこれに限るものではなく少なくとも２つの受光面
を有する多分割型光検出器でもよい。またロータリエン
コーダ等の他の回転角検出手段を用いてもよい。

また本発明はライトワンス型、光磁気型、相変化型等の
案内溝を有する光ディスクに適用できるのは言うまでも
ないが案内溝を有していなくても、すでにビットとして
情報が記録されていて、ブツシュプル法によるトラッキ
ングエラ信号が抽出できるものについてはすべて適用で
きる。

さらに本実施例では光検出器アクチュエータとしてコイ
ルと電磁石とを用いたが、本発明はこれに限るものでは
なく、光検出器を回転できる手段であればよい。

〔発明の効果〕

以上詳述した如くこの発明に係る光ディスク装置によれ
ば、光ヘッドの揺動角の検出を行う角度検出手段を設け
、検出された揺動角に基づいて、光検出器を回転させる
ので、トラッキングエラ信号の振幅劣化がなくなり、 信転性の高いトラッキングを行える効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例による光ディスク装置を示
す模式的斜視図、第２図はこの発明の光検出器アクチュ
エータの構成を示す斜視図、第３図はこの発明の光検出
器アクチュエータの動作を説明する底面図、第４図はこ
の発明の他の実施例による光ディスク装置を示す模式的
斜視図、第５図は従来の光ディスク装置を示す模式的斜
視図、第６図はプッシュプル法の原理を説明する光学系
の模式的断面図、第７図は光ディスクとレーザビームの
照射位置との関係を示す模式的平面図、第８図は第２光
検出器における光強度分布を示す同、第９図はトラッキ
ング信号波形グラフである。 １・・・光へラドベース　２・・・半導体レーザ　７・
・・対物レンズ　８・・・光ディスク　９・・・案内溝
１４・・・第２光検出器　１６・・・第２差動増幅器　
１８・・・回転軸　２５・・・発光ダイオード　２６・
・・半導体装置検出素子　２７・・・揺動角検出回路　
２８・・・回動制御回路２９・・・光検出器アクチュエ
ータ　２９ｃ・・・コイル２９ｅ・・・磁石　３１・・
・可動光へラドベースなお、図中、同一符号は同一、又
は相当部分を示す。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、情報を記録する光ディスク上に設けられた円環状の
   案内溝に光ビームを照射し、前記案内溝をトラッキング
   するために前記光ディスクに平行な面で揺動する光ヘッ
   ドを備え、前記光ディスクで回折された反射光ビームを
   検出する複数の受光面を有する光検出器の検出結果によ
   り前記情報を読取り、またトラッキングを補正する光デ
   ィスク装置において、前記スイングアームの揺動角を検
   出する揺動角検出手段と、 前記光検出器を前記複数の受光面の中心回りに、この受
   光面内で回動させる回動手段と、前記揺動角検出手段で
   検出された揺動角に基づき、前記光検出器の複数の受光
   面の境界と前記光ディスク上の光ビームの照射位置にお
   ける前記案内溝の接線とが所定の角度となる回動角度を
   算出し、それに基づく信号を前記回動手段に与え、前記
   光検出器を前記回動角度に基づく信号により回動させる
   回動制御手段と を具備することを特徴とする光ディスク装置。